CN109570761A - 一种实现激光搅拌焊的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现激光搅拌焊的装置，该装置包括激光器、准直镜、45°全反镜，其特征在于，还包括：焊接头，用于对待焊接物进行焊接；与所述焊接头电连接的控制模块，用于控制焊接头进行焊接；所述焊接头包括整形镜片、聚焦镜片以及整形镜片驱动机构；所述聚焦镜片置于所述整形镜片的正下方，光束通过所述整形镜片后转换为双光束。本发明基于光束整形技术实现激光搅拌焊，焊接过程中激光匙孔呈规律性振荡，相对于传统焊接方式，能提高焊缝性能，减少焊接缺陷，在铝合金、铜合金、异种金属等焊接方面有较大优势，且结构简单、不存在焦距像差问题，有效提高焊接效果。

Description

一种实现激光搅拌焊的装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种实现激光搅拌焊的装置。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

利用激光的焊接方式有诸多优点，但是现有的利用激光来实现激光搅拌焊的方案中，都是采用振镜形式，使得激光束做规律性运动，实现搅拌作用，但是这种利用振镜形式实现激光搅拌焊的方案结构复杂，并且振镜结构还存在焦距相差的问题，影响焊接效果。

公开号为CN 207372497U的专利公开了一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统，其包括机械手、固定在机械手活动端的激光焊接机构、位于激光焊接机构下方的高位保护气刀、位于高位保护气刀下面且位于待焊位置上面的低位保护气刀以及从待焊位置两侧进行吹气的气体保护装置，激光焊接机构包括发射功率为5KW以上的激光器、准直镜、45°全反射镜、沿激光束方向移动的聚焦镜、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、驱动聚焦镜移动的Z轴驱动机构以及控制装置，控制装置与激光器、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜以及Z轴驱动机构电气连接，聚焦镜的焦距为300mm以上。该方法还是利用振镜形式实现激光搅拌焊，结构复杂，还是存在焦距相差的问题，影响焊接效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种实现激光搅拌焊的装置，基于光束整形技术实现激光搅拌焊，结构简单并且不存在焦距相差问题，有效提高焊接效果。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现激光搅拌焊的装置，包括激光器、准直镜、45°全反镜，还包括：

焊接头，用于对待焊接物进行焊接；

与所述焊接头电连接的控制模块，用于控制焊接头进行焊接；

所述焊接头包括整形镜片、聚焦镜片以及整形镜片驱动机构；所述聚焦镜片置于所述整形镜片的正下方，光束通过所述整形镜片后转换为双光束。

进一步的，所述控制焊接头进行焊接包括控制焊接头的移动、控制焊接头的旋转角度以及控制整形镜片驱动机构的旋转速度。

进一步的，所述整形镜片驱动机构为电机。

进一步的，所述整形镜片旋转速度区间为5～500r/s。

进一步的，所述整形镜片和聚焦镜片为集成式。

与现有技术相比，本发明结合光束整形技术实现激光搅拌焊，焊接过程中激光匙孔呈规律性振荡，相对于传统焊接方式，能提高焊缝性能，减少焊接缺陷，且在铝合金、铜合金、异种金属等焊接方面有较大优势，结构简单并且不存在焦距相差问题，有效提高焊接效果。

附图说明

图1是本发明提供的一种实现激光搅拌焊的装置的结构示意图；

图2是本发明提供的焊接头的结构示意图；

图3是本发明提供的整形镜片驱动机构的结构示意图；

图4是本发明提供的搅拌焊光斑形成示意图；

图5是为本发明提供的整形后光斑示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种实现激光搅拌焊的装置，如图1所示，包括激光器、准直镜、45°全反镜，还包括：

焊接头，用于对待焊接物进行焊接；

与所述焊接头电连接的控制模块，用于控制焊接头进行焊接；

如图2所示，所述焊接头包括整形镜片1、聚焦镜片2，如图3所示，所述整形镜片1上设置有整形镜片驱动机构3，用于驱动整形镜片1旋转；所述聚焦镜片2置于所述整形镜片1的正下方，光束通过所述整形镜片1后由单光束转换为双光束，光斑由原来的圆形光斑转变为椭圆形光斑，这样，在焊接过程中可以获得更优的焊缝质量。如图4所示，为本发明提供的搅拌焊光斑形成示意图。

具体的，在本发明中与所述焊接头电连接的控制模块为单片机，所述控制模块控制焊接头进行焊接，所述控制焊接头进行焊接包括控制焊接头的移动、控制焊接头的旋转角度以及控制整形镜片驱动机构的旋转速度。

具体的，所述整形镜片驱动机构3可以是但不限于电机，也可以其他旋转机构，这样就可以实现整形镜片1的旋转。

具体的，所述整形镜片1旋转速度区间为5～500r/s，焊接过程中整形镜片1旋转速度可控，在焊接过程中，控制整形镜片1的旋转速度不低于150r/s，保持整形镜片1在焊接过程中旋转，所述整形镜片1的旋转速度可以根据实际情况做动态匹配，实现搅拌效果可控。

在本发明中，所述整形镜片1和聚焦镜片2为集成式而不是结构复杂的振镜式，可以避免振镜式带来的焦距相差的问题，这样就不存在焦距相差的问题，使得整形后光斑双焦点的间距D值可调节，可实现多种焊接效果。如图5所示，为本发明提供的整形后光斑示意图。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应当理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种实现激光搅拌焊的装置，包括激光器、准直镜、45°全反镜，其特征在于，还包括：

焊接头，用于对待焊接物进行焊接；

与所述焊接头电连接的控制模块，用于控制焊接头进行焊接；

所述焊接头包括整形镜片、聚焦镜片以及整形镜片驱动机构；所述聚焦镜片置于所述整形镜片的正下方，光束通过所述整形镜片后转换为双光束。

2.根据权利要求1所述的一种实现激光搅拌焊的装置，其特征在于，所述控制焊接头进行焊接包括控制焊接头的移动、控制焊接头的旋转角度以及控制整形镜片驱动机构的旋转速度。

3.根据权利要求1所述的一种实现激光搅拌焊的装置，其特征在于，所述整形镜片驱动机构为电机。

4.根据权利要求1任一所述的一种实现激光搅拌焊的装置，其特征在于，所述整形镜片旋转速度区间为5～500r/s。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种实现激光搅拌焊的装置，其特征在于，所述整形镜片和聚焦镜片为集成式。